近日，大連化學物理研究所生物技術研究部生物分離與界面分子機制研究組(1824組)卿光焱研究員團隊通過“限域自組裝”策略，開發出具有響應性的光子纖維素納米晶體細絲。該工作豐富了納米纖維素的應用，為智能紡織品和可穿戴傳感設備領域的發展提供了新途徑。
 

 

　　手性光子材料領域的最新研究突破為纖維素材料的應用提供了新思路，纖維素與手性光子結構相結合的材料在光學傳感和光子器件領域展現出一定的應用潛力。然而，當前基于纖維素納米晶體(CNC)的光學材料主要局限于薄膜形式，相較于纖維素在建筑、紡織和造紙等領域的悠久應用歷史，其實際應用尚未得到充分關注。
 

　　本工作中，研究團隊通過連續受限自組裝機制，結合剪切力驅動取向、快速光化學交聯反應和濕紡絲技術，克服了CNC在手性光子絲制備中的技術瓶頸，制備出長度超過30米、直徑約160微米的光子細絲，同時保持了左旋手性向列結構。該光子細絲展現出較好的性能：具有高度有序的分層結構，取向順序參數達0.91；機械性能優異，應力達37MPa，韌性約為14MJ/m3；同時具備優異的水環境相容性。此外，得益于高雙折射特性(?n為16.5×10?3)和高光程差(>2500nm)，該光子細絲對水分、視角變化和機械應力均表現出干涉色響應。該光子細絲可通過標準織機進行紡織加工，為智能紡織品和可穿戴傳感設備發展提供新途徑。
 

　　近年來，卿光焱團隊致力于納米纖維素的手性功能化研究，開發了智能光學傳感器(Mater. Today，2025；Small，2023；Mater. Horiz.，2025)，實現了手性圓偏振發光(Adv. Mater.，2024；Adv. Funct. Mater.，2022；Chem. Eng. J.，2025)等。
 

　　相關研究成果以“Responsive Photonic Filaments from Confined Self-Assembly of Cellulose Nanocrystals”為題，發表在《美國化學學會-納米》(ACS Nano)上。該工作的第一作者是我所1824組博士后張福生博士，上述工作得到國家重點研發計劃、國家自然科學基金、遼寧省興遼英才計劃、我所創新基金等項目的支持。(文/圖 張福生)